电子产品失效分析技术模板
失效分析报告模板
三 分析过程
四 结论验证及结果
五 建议改善措施
批准 1
年月 日
批准 2
年月 日
**产品失效模式之宇文皓月创作
分析陈述
项目名称：
样品名称：
型号规格：
分析项目组：
编写日期：
**产品失效模式分析陈述
项目名称 样品规格型号 样品提供部分
取样数目 （详细样品取样） 测试环境 温度： 湿度：气压：
陈述编号 总页数
产品名称 样品提交时间
供应商
分 析
宋体 五号 惯例 单倍行距，此表格必须在一页上。
方
法
分 析 结 论
（检验规范） 改 （流程修改）
善
措 （设计更改）
施
任部分
设 计 准 则
序号 仪 器 设 备
名称
型号
编号
测试工程师 签 名
年月日
编制
审核
年月日
年月 日
********失效分析
一 失效现象描述
宋体 小四 惯例 单倍行距编写
二 样品布景资料描述
（附失效分析数据收集表即可）
电子元器件失效分析具体案列
中国赛宝实验室可靠性研究分析中心案例一：1产品名称：单片机MD87C51/B2商标：Intel3分析依据：MIL-STD-883E 微电子器件试验方法和程序微电路的失效分析程序MIL-STD-883E 方法2010 内部目检（单片电路）4样品数量及编号：失效样品1＃～6＃，良品7＃～12＃5样品概述及失效背景：MD87C51/B是一高速CMOS单片机。
委托方一共提供四种批次的此类样品。
1＃、5＃、10＃、11＃、12＃属9724 批次，其中1＃样品已做过二次筛选和环境应力试验，是在整机测试过程中失效，5＃样品在第一次通电工作不正常，须断电后重新通电可以正常工作，10＃～12＃样品是良品；2＃、3＃、4＃样品属9731 批次，这三个样品在第一次上机时便无法写入程序，多次长时间擦除，内容显示为空，但仍不能写入；6＃样品属9931 批次，失效情况同5＃样品；7＃～9＃样品属9713 批次，为良品。
6分析仪器7 分析过程1）样品外观分析：1＃～6＃进行外目检均未发生异常；2）编程器读写试验：能对坏品进行内部程序存储器读取，但无法完成写操作，良品读写操作均正常；3）内部水汽含量测试：应委托方要求，8＃与12＃样品进行内部水汽含量测试，结果符合要求；中国赛宝实验室可靠性研究分析中心4）端口I －V 特性测试：使用静电放电测试系统剩下的样品进行I－V 端口扫描测试，发现：4＃样品的Pin3、Pin4 、Pin5 、Pin7 对地呈现明显的电阻特性，使用图示仪测试后测得Pin3 对地呈现约660Ω 阻值、Pin4 与Pin5 对地呈现约300Ω 阻值、Pin7 对地呈现约140 Ω 阻值，且在1＃与4＃样品的Pin31（EA/Vpp）发现特性曲线异常，但并非每次都能出现；其他样品的管脚未发现明显异常；5）开封和内部分析：对1＃～5＃样品进行开封，内目检时发现：芯片的铝键合丝与键合台以外相邻的金属化层（有钝化层覆盖）存在跨接现象。
电子产品失效分析大全
电子产品失效分析大全继电器失效分析1、样品描述所送样品是3种继电器，其中NG样品一组15个，OK样品2组各15个，代表性外观照片见图1。
委托单位要求分析继电器触点的元素成分、各部件浸出物的成分，确认是否含有有机硅。
图1 样品的代表性外观照片2、分析方法2.1 接触电阻首先用毫欧计测试所有继电器A、B接点的接触电阻，A、B接点的位置见图2所示，检测结果表示NG样品B点的接触电阻均大于100 mΩ，而2种OK样品的A、B点的接触电阻均小于100 mΩ。
图2 样品外观照片2.2 SEM&EDS分析对于NG品，根据所测接点电阻的结果，选取B接点接触电阻值高的2个继电器，对于2种OK品，每种任选2个继电器，在不污染触点及其周围的前提下，将样品进行拆分后，用SEM&EDS分析拆分后样品的触点及周围异物的元素成分。
触点位置标示如图3所示。
所检3种样品共6个继电器的触点中，NG品的触点及触点周围检出大量的含碳（C）、氧（O）、硅（Si）等元素的异物，而OK品的触点表面未检出异物。
典型图片如图4、图5所示。
图3 触点位置标识（D指触点C反面）图4 NG样品触点周围异物SEM&EDS检测结果典型图片图5 OK样品触点的SEM&EDS检测结果典型图片2.3 FT-IR分析在不污染各部件的前提下，将2.2条款中剩下的继电器进行拆分，并将拆分后的部件分成3组，即A组（接点、弹片（可动端子、固定端子））、B组（铁片、铁芯、支架、卷轴）、C组（漆包线），分别将A、B、C组部件装入干净的瓶中，见图6所示，处理后用FT-IR分析萃取物的化学成分，确认其是否含有有机硅。
图6 拆分后样品的外观照片结果表明，所检3种样品各部件的萃取物中，NG样品B组（铁片、铁芯、支架、卷轴）和C 组（漆包线）检出有机硅，其他样品的部件未检出有机硅。
典型图片见图7所示。
图7 NG品C组部件萃取物与聚二甲基硅氧烷的红外吸收光谱比较图3、结论1）所检3种继电器样品中，NG品B接点的接触电阻均大于100mΩ，不符合要求；而OK品A、B接点的接触电阻及NG品A接点的接触电阻均小于100mΩ，符合要求；2）所检3种继电器（2个/种）的触点中，NG品的触点及触点周围检出大量的含碳（C）、氧（O）、硅（Si）等元素的异物，而OK品的触点表面未检出异物；3）所检3种继电器（13个/种）部件的萃取物中，NG品B组（铁片、铁芯、支架、卷轴）和C组（漆包线）检出有机硅，其他样品的部件未检出有机硅。
电子产品失效模式分析word精品
.电子产品失效模式分析失效分析是一门发展中的新兴学科，近年开始从军工向普通企业普及，它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。
在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。
01、失效分析流程失效分析流程1 图02、各种材料失效分析检测方法失效分析PCB/PCBA1、文档Word.作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品PCB的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。
2 PCB/PCBA图失效模式爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。
常用手段检测，红外检测，C-SAMX无损检测：外观检查，射线透视检测，三维CT 热成像表面元素分析：(SEM/EDS)扫描电镜及能谱分析?(FTIR)显微红外分析?(AES)俄歇电子能谱分析?文档Word.(XPS)射线光电子能谱分析X?(TOF-SIMS)二次离子质谱分析?热分析：(DSC)差示扫描量热法?(TMA)热机械分析?(TGA)热重分析?(DMA)动态热机械分析?)导热系数(稳态热流法、激光散射法?电性能测试：击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移?破坏性能测试：?染色及渗透检测?、电子元器件失效分析2元器件电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。
文档Word.电子元器件3 图失效模式开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等功能测试常用手段电测：连接性测试电参数测试无损检测：)机械、化学、激光技术(?化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层技术(?)去钝化层CP)微区分析技术(FIB、?制样技术：)(机械、化学、激光技术?化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层技术(?)去钝化层CP)、微区分析技术(FIB?显微形貌分析：光学显微分析技术?文档Word.扫描电子显微镜二次电子像技术?表面元素分析：(SEM/EDS)扫描电镜及能谱分析?(AES)俄歇电子能谱分析?(XPS)X射线光电子能谱分析?(SIMS)二次离子质谱分析?无损分析技术：射线透视技术X?三维透视技术?(C-SAM)反射式扫描声学显微技术?、金属材料失效分析▍3科技以及人们的生活各农业、随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、个领域的运用越来越广泛，因此金属材料的质量应更加值得关注。
最新失效分析经典案例分享
最新失效分析经典案例分享案例一：某知名手机品牌电池爆炸事件某知名手机品牌近期发生了一起电池爆炸事件，导致用户受伤。
经过详细的失效分析，发现电池在高温环境下，由于内部结构设计不合理，导致电池内部短路，进而引发爆炸。
这一案例提醒我们，在产品设计和生产过程中，必须高度重视电池的安全性，严格把控电池的质量和性能。
案例二：某电动车品牌刹车失灵事件某电动车品牌近期发生了一起刹车失灵事件，导致用户在行驶过程中无法及时停车，造成交通事故。
经过失效分析，发现刹车系统中的传感器存在设计缺陷，导致刹车信号无法正常传输。
这一案例警示我们，在产品设计和生产过程中，必须关注关键部件的可靠性，确保产品的安全性。
案例三：某智能门锁品牌指纹识别失效事件某智能门锁品牌近期发生了一起指纹识别失效事件，导致用户无法正常使用门锁。
经过失效分析，发现指纹识别模块中的芯片存在质量问题，导致识别准确率下降。
这一案例提醒我们，在产品设计和生产过程中，必须关注关键零部件的质量，确保产品的稳定性和可靠性。
最新失效分析经典案例分享案例四：某品牌空调制冷效果不佳事件某品牌空调近期被用户投诉制冷效果不佳，经过详细的失效分析，发现空调制冷系统中的冷凝器存在制造缺陷，导致制冷剂泄漏，影响了空调的制冷效果。
这一案例提醒我们，在产品设计和生产过程中，必须重视冷凝器等关键部件的质量，确保空调的制冷效果。
案例五：某品牌笔记本电脑触摸屏失灵事件某品牌笔记本电脑近期发生了一起触摸屏失灵事件，导致用户无法正常使用触摸屏功能。
经过失效分析，发现触摸屏的传感器存在设计缺陷，导致触摸信号无法正常传输。
这一案例警示我们，在产品设计和生产过程中，必须关注触摸屏等关键部件的可靠性，确保产品的使用体验。
案例六：某品牌洗衣机漏水事件某品牌洗衣机近期发生了一起漏水事件，导致用户家中地面受损。
经过失效分析，发现洗衣机的排水系统存在设计缺陷，导致排水不畅，进而引发漏水。
这一案例提醒我们，在产品设计和生产过程中，必须关注排水系统等关键部件的设计，确保产品的使用安全。
电子元器件失效分析技术与案例
电子元器件失效分析技术与案例费庆学二站开始使用电子器件当时电子元器件的寿命20h.American from 1959 开始：1。
可靠性评价，预估产品寿命2。
可靠性增长。
不一定知道产品寿命，通过方法延长寿命。
通过恶裂环境的试验。
通过改进提高寿命。
―――后来叫a.可靠性物理—实效分析的实例 b.可靠数学第一部分：电子元器件失效分析技术（方法）1．失效分析的基本的概念和一般程序。
A 定义：对电子元器件的失效的原因的诊断过程b.目的：0000000c．失效模式――》失效结果――》失效的表现形式――》通过电测的形式取得d．失效机理：失效的物理化学根源――》失效的原因1）开路的可能失效机理日本的失效机理分类：变形变质外来异物很多的芯片都有保护电路，保护电路很多都是由二极管组成正反向都不通为内部断开。
漏电和短路的可能的失效机理接触面积越小，电流密度就大，就会发热，而烧毁例：人造卫星的发射，因工人误操作装螺丝时掉了一个渣于继电器局部缺陷导致电流易集中导入产生热击穿（si 和al 互熔成为合金合金熔点更低）塑封器件烘烤效果好当开封后特性变好，说明器件受潮或有杂质失效机理环境应力：温度温度过低易使焊锡脆化而导致焊点脱落。
，2．失效机理的内容I失效模式与环境应力的关系任何产品都有一定的应力。
a当应力>强度就会失效如过电/静电：外加电压超过产品本身的额定值会失效b应力与时间应力虽没有超过额定值，但持续累计的发生故：如何增强强度&减少应力能延长产品的寿命c.一切正常，正常的应力，在时间的累计下，终止寿命特性随时间存在变化e机械应力如主板受热变形对零件的应力认为用力塑封的抗振动好应力好陶瓷的差。
f重复应力如：冷热冲击是很好的零件筛选方法重复应力易导致产品老化，存在不可靠性故使用其器件：不要过载；温湿度要适当II如何做失效分析例：一个EPROM在使用后不能读写1)先不要相信委托人的话，一定要复判。
2)快始失效分析：取NG&OK品，DataSheet，查找电源断地开始测试首先做待机电流测试（IV测试）电源对地的待机电流下降开封发现电源端线中间断（因为中间散热慢，两端散热快，有端子帮助散热）因为断开，相当于并联电阻少了一个电阻，电流减小。
电子电器产品失效分析技术
举例说明：失效分析的概念和作用
• 某EPROM 使用后无读写功能； • 失效模式：电源对地的待机电流下降； • 失效部位：部分电源内引线熔断； • 失效机理：闩锁效应； • 确定失效责任方：模拟试验； • 改进措施建议：改善供电电网，加保护电路。
26
失效分析的受益者
• 元器件厂：获得改进产品设计和工艺的依据 • 整机厂：获得索赔、改变元器件供货商、改进电路设计、改进电路板制
2、应力－时间模型（反应论模型） 失效原因：应力的时间累积效应，特性变化超差。如金属电迁移、腐蚀、 热疲劳
7
温度应力-时间模型
dM
E
Ae kT
dt
T高，反应速率大，寿命短； E大，反应速率小，寿命长。
8
温度应力的时间累积效应
E
M t M 0AekT(tt0)
失效原因：温度应力的时间累积效应，特性变化超差。
15
目录
失效物理的概念
微电子器件失效机理
失效分析技术
16
失效模式的概念
失效的表现形式叫失效模式。
按电测结果分类：
A、开路、 B、短路或漏电、 C、参数漂移、 D、功能失效
17
失效机理的概念
■ 失效的物理化学根源叫失效机理。 ■ 开路的可能失效机理：过电烧毁、静电损伤、金属电迁移、金属的电
化学腐蚀、压焊点脱落、CMOS电路的闩锁效应
电子电器产品失效分析技术
1
（二）、失效物理的概念
■ 定 义：研究电子元器件失效机理的学科 ■ 失效机理：失效的物理化学根源 ■ 举 例：金属电迁移
4
金属电迁移
▼ 失效模式：金属互连线电阻值增大或开路； ▼ 失效机理：电子风效应； ▼ 产生条件：电流密度大于10E5A/cm2； ▼ 纠正措施：高温淀积，增加铝颗粒直径，掺铜，降低工作温度，减少
电子元器件失效分析具体案列
图 1 Pin17 已熔断内引线
图 2 Pin17 已熔断内引线
中国赛宝实验室可靠性研究分析中心
图 3 击穿点及引线损坏形貌
图 4 过电形貌
图 5 内部电路过电形貌
图 6 内部电路击穿点形貌
图 7 内部电路击穿点形貌
图 8 内部电路击穿点形貌
中国赛宝实验室可靠性研究分析中心
案例三：
1 产品名称及型号：通信 IC PMB6850E V2.10
作均正常；
3）内部水汽含量测试：应委托方要求，8＃与 12＃样品进行内部水汽含量测试，结果符合
要求；
中国赛宝实验室可靠性研究分析中心
4）端口 I－V 特性测试：使用静电放电测试系统剩下的样品进行 I－V 端口扫描测试，发现： 4＃样品的 Pin3、Pin4、Pin5、Pin7 对地呈现明显的电阻特性，使用图示仪测试后测得 Pin3 对地呈现约 660Ω阻值、Pin4 与 Pin5 对地呈现约 300Ω阻值、Pin7 对地呈现约 140
___
Ω阻值，且在 1＃与 4＃样品的 Pin31（ EA /Vpp）发现特性曲线异常，但并非每次都能 出现；其他样品的管脚未发现明显异常； 5）开封和内部分析：对 1＃～5＃样品进行开封，内目检时发现： 芯片的铝键合丝与键合台以外相邻的金属化层（有钝化层覆盖）存在跨接现象。在拉 断铝丝后，可见到铝丝通过超声键合已粘接在相邻的地连线或膜电阻上，并粘附着铝丝被 粘连的铝屑见图 2～图 4。拉断铝丝后均能观察到键合台邻近的工作金属线或膜电阻上存在 铝丝残存的碎屑，说明铝丝存在键合跨接。 统计发现，在 3＃与 4＃样品中，每只样品的 40 个键合台均有 27 个存在铝丝键合 与其相连的工作金属化铝连线（地线或膜电阻）跨接粘连的问题。
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电子
聚焦离子束（FIB） 离子
透射电子显微技术 电子 （TEM）
2. CMOS电路闩锁失效
条件——在使用上（VI；VO）>VDD或（VI；VO）<VSS； 或电源端到地发生二次击穿。
危害——一旦导通电源端产生很大电流，破坏性和非破 坏性。
失效特点——点现象，内部失效判别。 。
失效机理
3. ESD失效机理
静电放电给电子元器件带来损伤，引起的产品失效。
过电压场致失效——放电回路阻抗较 高，元器件因接受高电荷而产生高电压 导致电场损伤，多发生于电容器件。
失效机理
5. 银离子迁移
银离子迁移是一种电化学现象，在具备水份和电场的 条件时发生。
失效机理
6. 金铝化合物失效
金Au和5A铝l2，键A合u4，Al等在金长属期间储化存合和物使（用I后MC，）金铝之间生成AuAl2，AuAl，Au2Al，
这Au些5AIlM2，CA的u物4Al理呈性浅质金不黄同色，，电俗导称率黄较斑低；。AuA2AulA呈l2白呈色紫俗色称，白俗斑称。紫斑；
失效机理
9. “爆米花效应”（分层效应）
“爆米花效应”是指塑封器件塑封材料内的水份在高温 下受热发生膨胀，使塑封料与金属框架和芯片间发生分 层，拉断键合丝，发生开路失效或间歇失效。
失效分析基本程序
失效分析基本程序
3. 失效分析程序
样 失 外 失 方 非 破综 报
品 效 观 效 案 破 坏合 告
电子产品失效分析技术
内容
失效分析概论 主要失效模式及机理 失效分析基本程序 失效分析技术与设备 失效案例分析
失效分析概论
失效分析概论
1. 基本概念
失效——产品丧失功能或降低到不能满足规定的要求。 失效模式——电子产品失效现象的表现形式。如开路、短
路、参数漂移、不稳定等。 失效机理——导致失效的物理化学变化过程，和对这一过
X-射线透视仪
X射线光电子能谱 （XPS）
显微红外吸收光谱 （FTIR） 二次离子质谱 （SIMS）
探测源
超声波 X射线 特征X射线 红外线 离子
探测物理量 用途
电信号
确定失效模式和失效管脚定位
超声波 X射线强度 光电子 红外吸收光谱
测量超声波传播，分析材料弹性特 征，晶体缺陷和多层结构分析，结 构截面的非破坏性分析
分立元件
集成电路
失效模式及分布
电阻器
电容器பைடு நூலகம்
失效模式及分布
继电器
按插元件
失效机理
1. 过应力失效
电过应力——电源输出输入的电源、电压超过规定的最 大额定值。
热过应力——环境温度、壳温、结温超过规定的最大额 定值。
机械过应力——振动、冲击、离心力或其他力学量超过 规定的最大额定值。
失效机理
过电流热致失效——放电回路阻抗较 低，元器件因放电期间产生强电流脉冲 导致高温损伤，多发生于双极器件。
失效机理
4. 金属腐蚀失效
当金属与周围介质接触时， 由于发生化学反应或电化学 作用而引起金属腐蚀。
电子元器件中，外引线及封 装壳内的金属因腐蚀而引起 电性能恶化直至失效。
腐蚀产物形貌观察和成分测 定对失效分析很有帮助。
程的解释。 应力——驱动产品完成功能所需的动力和产品经历的环境
条件，是产品退化的诱因。
失效分析概论
2. 失效分析的定义和作用
失效分析是对已失效器件进行的一种事后检查。使用电 测试以及先进的物理、金相和化学的分析技术，验证所 报告的失效，确定试销模式，找出失效机理。
根据失效分析得出的相关结论，确定失效的原因或相关 关系，从而在产生工艺、器件设计、试验或应用方面采 取纠正措施，以消除失效模式或机理产生的原因，或防 止其再次出现。
主要失效模式及机理
失效模式
失效模式就是失效的外在表现形式。
按持续性分类：致命性失效，间歇失效，缓慢退化 按失效时间分：早期失效，随机失效，磨损失效 按电测结果分：开路，短路或漏电，参数漂移，功能失效 按失效原因分：电应力（EOS）和静电放电（ESD）导致的
失效，制造工艺不良导致的失效
失效模式及分布
当柯氏效应（空洞）增大到一定程度后， 将使键合界面强度急剧下降，接触电阻增 大，最终导致开路失效。
失效机理
8. 金属化电迁移
在外电场作用下，导电电子和金属离子间 相互碰撞发生动量交换而使金属离子受到 与电子流方向一致的作用力，金属离子由 负极向正极移动，这种作用力称为“电子 风”。
对铝，金等金属膜，电场力很小，金属离 子主要受电子风的影响，使金属离子朝正 极移动，在正极端形成金属离子的堆积， 形成小丘，而在负极端生产空洞，使金属 条断开。
键合点生成金铝化合物后，键合强度降低、变脆开裂、接触电阻增大，
器件出现性能退化或引线从键合界面处脱落导致开路。
IMC
IMC
失效机理
7. 柯肯德尔效应
金铝键合系统中，若采用Au丝热压焊工艺， 由于高温，金向铝中迅速扩散，在金层一 侧留下部分原子空隙，这些原子空隙自发 聚积，在金属间化合物与金属交界面上形 成了空洞，这称为柯肯德尔效应。
检测电子元器件及多层PCB板的内 部结构
通过测量光电子能量确定壳层能级， 利用化学位移测量化学键和化合物， 元素确定，化学位移
识别分子官能团，有机物结构分析
二次离子
元素确定，表面元素分布
失效分析技术与设备
技术
探测源
光学显微镜
可见光
扫描电子显微分析 （SEM）
X射线能谱分析 （EDS）
电子 电子
俄歇电子能谱 （AES）
基 现 检 模 设 坏 性分 编
本 场 查 式 计 性 分析 写
信信
确
分析
息息
认
析
调调
查查
失效分析基本程序
非破坏性分析的基本路径
外观检查 模式确认（测试和试验，对比分析） 检漏 可动微粒检测 X光照相 声学扫描 模拟试验
失效分析基本程序
半破坏性分析的基本路径
可动微粒收集 内部气氛检测 开封检查 不加电的内部检查（光学，SEM，微区分析） 加电的内部检查（微探针，热像，光发射，电压衬度像，
束感生电流像，电子束探针） 多余物，污染物成分分析。
失效分析基本程序
破坏性分析的基本路径
加电的内部检查（去除钝化层，微探针，聚焦离子束，电 子束探针）
剖切面分析（光学，SEM，TEM） 进一步的多余物，污染物成分分析。
失效分析技术与设备
失效分析技术与设备
技术
电参数测试分析
扫描声学显微分析 （SAM）